В МТУСИ создали протокол безопасных конфиденциальных вычислений, который поможет эффективнее проводить электронное голосование

Протоколы безопасных конфиденциальных вычислений объединяют входные данные от заинтересованных сторон для создания выходных данных, сохраняя при этом их входные данные закрытыми. Пересечение частных наборов (Private Set Intersection – PSI) — это протокол безопасных конфиденциальных вычислений, который позволяет двум сторонам, каждая из которых владеет набором данных, узнать пересечение своих наборов, не раскрывая ничего другого об этих данных. Схема частной суммы пересечений (Private Intersection Sum – PIS) расширяет PSI, когда обе стороны хотят узнать объем пересечения, а также сумму связанных целочисленных значений для каждого идентификатора в пересечении, но не более того.

PIS рассматривает проблему конфиденциальных вычислений, заключающуюся в том, как стороны совместно вычисляют сумму связанных значений в заданном пересечении. При этом, несмотря на то, что PIS для двух участников вычислений хорошо разработана, расширенная версия – PIS для большего числа участников конфиденциальных вычислений редко рассматривалась. Это связано с тем, что, в зависимости от существующих задач, прямая инициация нескольких двухсторонних протоколов PIS считается простым способом достижения многостороннего PIS; однако при использовании этого подхода результаты суммы пересечений двух сторон и данные, относящиеся только к двухстороннему пересечению будут раскрыты. Таким образом, создание безопасных многосторонних PIS по-прежнему остается сложной задачей.

SLMP-PIS поддерживает конфиденциальность данных на основе нулевого совместного использования (Zero Sharing) и псевдорандомных функций «с забыванием» (Oblivious Pseudorandom Functions) для вычисления многостороннего пересечения набора данных и рассматривает конфиденциальность связанных значений с использованием арифметического совместного вычисления и симметричного шифрования.

Результаты анализа показывают, что протокол доказал свою надежность в стандартной пассивной модели безопасности. Кроме того, эксперимент продемонстрировал, что схема безопасных конфиденциальных вычислений эффективна и осуществима на практике. Результатами эксперимента с пятью участниками вычислений стало увеличение эффективности вычислений более чем на двадцать процентов.

Сергей Гатауллин, декан факультета «Цифровая экономика и массовые коммуникации» МТУСИ: Разработанный протокол безопасных конфиденциальных вычислений для множества участников позволяет повысить эффективность совместных вычислений и может иметь широкое применение при реализации таких сценариев как электронное голосование, изучение корпоративной устойчивости и конверсии рекламы, когда конфиденциальные данные хранятся у разных сторон. Полный тест описания прикладного исследования опубликован в научном журнале Symmetry.